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相对运动在图形变换中的巧用

2021-04-16江苏省高邮市甘垛镇澄阳初级中学225635

中学数学月刊 2021年4期
关键词:抛物线解题教师

姚 军 许 婷 (江苏省高邮市甘垛镇澄阳初级中学 225635)

图形变换问题是近年各类考试的热点问题.当一个点、一条线或一个面带动整个图形发生变换时,很多学生感觉无法想象.实际上,利用相对运动观点,转换变化过程中的动与静,可以有效降低动态问题的难度,达到解决问题的目的.本文从平移、翻折(轴对称)、旋转这三种常见的图形变换问题入手,体现巧用相对运动解题的优势.

1 问题呈现

1.1 平移中的相对运动

图1

1.2 翻折中的相对运动

图2

分析 题目中点P,M为动点,点E为定点,点P,M相对于点E运动过程中PE+PM如何才能最小?学生在思考中会根据已有的经验,让点P,M,E在一条直线上时,可得PE+PM最小,但在运动过程中点P,M,E无法运动到一条直线上,此时学生又无从下笔了.

如图3,如果我们将 点E看成相对于点P,M运动,利用菱形的性质,不防通过翻折将PE转化为PE′,此时点P,M,E可在一条直线上了,从而只要E′M⊥AB时,PE+PM最小.

图3

解如图3,作点E关于AC的对称点E′,过点E′作E′M⊥AB于点M,交AC于点P,则点P,M即为使PE+PM取得最小值时的位置(读者自证),此时PE+PM=PE′+PM=E′M.

1.3 旋转中的相对运动

问题3如图4,已知△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,点D在AB边的延长线上,且CD=AB,将△ACD绕点C逆时针旋转α(0°<α<360°)得到△A′CD′,若点M为AC的中点,点N为线段A′D′上任意一点,则在旋转过程中线段MN长度的取值范围为.

图4 图5

分析 点M为定点,点N为动点,点N随着△A′CD′的旋转而旋转,点N相对于点M是在一个动圆中运动,圆的半径是在不断变化的,也就是它到点M的距离是不断变化的.这个距离什么时候最大,什么时候最小,是本题的一个难点.很多学生的直观想象能力不足,因此很难把握MN长度的取值范围.

图6

分析 根据已有条……

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